Следы былых ледяных клиньев, пронизывающих почву лессов, найдены в различных районах Русской равнины, вплоть до Нижнего Поволжья.
Они пронизывают самые молодые лессы, образовавшиеся в эпоху последнего оледенения, уходя на глубину четыре-пять метров. Такие же мерзлотные клинья найдены на территории Германии, Австралии, Бельгии, Франции.
Но льда в них уже нет, он растаял после того, как «ледяные лишаи» освободили территорию Евразии и Северной Америки и настала современная эпоха. И лишь едомы Якутии, Чукотки и Аляски сохранили прежний ландшафт.
Алас, съедающий едому
До недавнего времени вода рек и озер считалась творцом «едомного комплекса». Сейчас же становится ясным, что эта вода была не создателем, а разрушителем едом. Процесс «съедания» ледяных жил, вытаивания подземных льдов получил название термокарста. Он был впервые изучен и описан во всех своих деталях магаданскими учеными во главе с С. В. Томирдиаро.
Открывателю главных закономерностей термокарста мы и предоставим слово, чтобы можно было наглядно представить этот процесс, благодаря которому исчезли ледяные клинья на огромных территориях Евразии и Северной Америки, сохранившись лишь на Аляске и Северо-Востоке Евразии. Впрочем, и здесь идет активное разрушение подземных льдов и переработка едом, древних свидетелей ледникового периода, в озера и котловины, называемые якутским словом «алас».
«Вечномерзлая земля на редкость динамична. Зимой она раскалывается от морозов на бесчисленные куски, напоминая бескрайнюю шахматную доску или полосу аэродрома, покрытую бетонными блоками и температурными швами между ними. Но в отличие от аэродрома летом швы в тундре не сходятся. В них уже успел накопиться подземный лед. Поскольку он прочнее мерзлых суглинков, супесей и тем более глин, то на поверхность тундры по мере температурного расширения блоков выдавливается не лед, а окружающая земля. В мерзлом теле равнины из года в год разрастаются все более мощные лабиринты ледяных клиньев — полигональные ледяные жилы. Над ними на угрюмом лице северной земли мы видим характерные валики из вывороченного грунта, — пишет Томирдиаро в статье “Сегодня, завтра и 10 тысяч лет назад”. — Когда жилы разрастаются в ширину до 4–5 метров, валики настолько поднимаются над землей, что создают систему замкнутых ванн. Влаги много, и все они заполняются водой. Дальнейшее — дело времени. Вода прибывает, и ванна больше аккумулирует солнечного тепла, больше прогревается вечная мерзлота. Наконец таяние захватывает разросшиеся подземные ледяные жилы, и тогда проваливаются перемычки, ванны соединяются».
И тогда начинается необратимый процесс: подземные льды «поедаются», растапливаются водой, и вместе с этим неудержимо растут термокарстовые озера. «Берега таких озер никогда не выполаживаются, ведь на 40–60 % они сложены из подземного льда. Под ударами волн они просто тают, как подмоченный сахар на блюдце. И чем больше становится озеро, тем быстрее разрушаются, отступают его берега — нередко на 15–20 м в год по всему периметру. Озера, словно огромные кляксы, расползаются по тундре. Непосредственно на их поверхность осадков выпадает значительно больше, чем может испариться влаги за лето. Озера уже давно бы завоевали все тундровые равнины и превратили бы их в пресноводные моря, если бы не было на этих равнинах природной дренажной системы — сети речных и ручьевых долин и оврагов. Наплывающая на тундру обширная, но мелководная озерная “клякса” рано или поздно встречает на своем пути овраг или долину и полностью за несколько дней вытекает, исчезает с лица земли. Остается только просторная котловина, по-якутски алас.
А затем снова образуется в аласе мерзлота, снова раскалывается она морозобойными трещинами, и на месте бывшего озера начинают быстро расти новые ледяные жилы. По достижении ими достаточных размеров снова начинается термокарст, образуется множество новых быстро растущих озер. Цикл событий повторяется. Но это не замкнутый круг, а спиралеобразное развитие природных событий, так как после каждого нового цикла образуется в тундре новый пласт озерных отложений». Так в общих чертах формируется выявленный С. В. Томирдиаро закон полициклического озерного термокарста, оказавшегося главным современным природным процессом, формирующим весь ландшафт, все лицо северных тундровых равнин. Вот откуда здесь бесконечные какие-то угловатые в плане озера, вот откуда котловины обсохших озер, рассеченные, словно шахматная доска, бесчисленными грядками выжатой растущими ледяными жилами земли. Но есть в этой цепи событий и такое звено. Сразу после спуска озер, до того как на их обсохшем днище вырастут выжатые подземными льдами грядки, котловину захватывают пышные арктические травы. Да, те самые, которыми питались еще мамонты! Но почему же эти арктические луга встречаются среди моря тундры так же редко, как оазисы в пустыне? Ведь спущенных озер-аласов здесь миллионы! «Как показали наши исследования, в каждом из аласов в миниатюре разыгрывается та же катастрофа, что погубила древние степи, — пишет Томирдиаро, отвечая на этот вопрос. — Смертельный враг травы — тундровый мох заползает в котловину. Под пологом ежегодно скапливающейся полегшей травы он заполняет ее, наращивая все более толстый волокнистый ковер, в нем поднимается вечная мерзлота. И вот уже травы, лишенные минеральной подкормки, гибнут. В котловине на месте луга образуется моховое болото. Но где-то поблизости вытекает очередное озеро, и травы “переселяются” в его котловину. Таков природный процесс».
Термокарст — на службу людям
Люди старшего поколения хорошо помнят девиз Мичурина: «Мы не можем ждать милостей от природы, взять их у нее — наша задача». Но печальный опыт показал, что брать от природы эти «милости» не так-то просто. Сначала надо постичь весь тончайший и сложнейший комплекс закономерностей, взаимосвязей, существующих между почвой, климатом, растениями, животными, человеком, и только тогда переделывать природу на благо людям.
Процесс термокарста изучался магаданскими учеными много лет. С. В. Томирдиаро и В. К. Рябчуном были выведены математические формулы, по которым можно рассчитать скорость разрушения льдистых берегов термокарстовых озер, а также северных водохранилищ, вычислить ход цикла «подземный лед — термокарстовое озеро — моховое болото — подземный лед». И только после этого под руководством директора Дальневосточного научного центра академика Н. А. Шило впервые на Крайнем Севере начат промышленный эксперимент — спуск термокарстовых озер в тундре и превращение их в луговые угодья.
Почва аласа, образовавшегося на месте термокарстового озера, плодородна. Сначала влажную котловину осваивают заросли болотного крестовника, ценного кормового растения. По мере того как обсыхает днище былой мелководной «кляксы», на смену крестовнику приходят высокие луговые травы и осока. Затем, спустя 50–60 лет, на днищах котловин появляются валики, верный признак того, что начинают расти подземные жильные льды. А еще раньше травы «душат» мощные подушки тундрового моха… Так происходит стихийный процесс. Человек, зная его закономерности, может и убыстрять, и изменять ход этого процесса.
Вот как излагается суть этой «управляемой термокарстовой реакции» С. В. Томирдиаро, разработавшего практический способ создания лугов в тундре (и защищенный авторским свидетельством за № 242751). «Весной все термокарстовые озера на участке, который должен превратиться в луг, соединяются между собой и ближайшей рекой неглубокими каналами, прорытыми до поверхности вечной мерзлоты. В тающем льдистом грунте вода сама начинает углублять каналы и доходит до уровня днища озер. За несколько дней озера целиком осушаются, открывая идеально плоские поля с плодородной илистой почвой. На дне озер могут расти великолепные сочные травы, те, что служили когда-то пищей мамонтам. Трава эта постепенно вытесняется вездесущим тундровым мхом. Дискование или пропашка могут лишь ненадолго избавить траву от конкуренции мхов, которые в аласных лугах столь же вредны, как сорняки среди культурных растений. Ведь в помощь им подземные льды выжимают валики, создаются ванны с водой. “Мамонтовый луг” будет цвести и давать корма домашнему скоту в течение всего 25–30 лет. А затем его надо в течение двух или трех лет подержать под своеобразным “водяным паром”, т. е. затопить. Слой воды в зародыше уничтожает за это время выросшие ледяные жилы, а почва под ним оттаивает. Разваливаются земляные валики, выравниваются ванны. Погибают, всплывая и разрушаясь волнами, и “сорняки” — тундровые мхи. А затем вода из озера вновь спускается, и оно превращается в ровный и цветущий “мамонтовый луг”.»
«Чередуя таким путем многолетнюю эксплуатацию и 2–3-летнее затопление, можно сохранить созданные угодья длительное время, хотя в природе они образуются редко и существуют недолго, — пишет Томирдиаро в монографии “Природные процессы и освоение территории зоны вечной мерзлоты”, вышедшей в 1978 году в Москве в издательстве “Недра”. — Этот способ в настоящее время получил широкое внедрение на Чукотке. Здесь уже эксплуатируется ряд высокопродуктивных лугов, полученных на днище специально дренированных термокарстовых озер. При дальнейшем внедрении этого метода можно получить миллионы гектаров ценных лугов на месте современных полигональных болот и водоемов с “мертвой” гумусированной водой, т. е. полностью преобразить более половины территории тундровых равнин Крайнего Севера, которые ныне совершенно не используются. Озерные тундры, протянувшиеся по приморским равнинам от Урала до Чукотки, будут превращены в зоны интенсивного луговодства».
